基于单幅折反射全向图像的空间直线三维重建

为了重建非自然场景(如室内环境、城市街区等)的三维信息，本项目研究基于单幅折反射全向图像的空间直线三维重建方法。该方法从单幅图像重建三维信息以避免进行立体匹配，充分利用折反射全向成像技术360度"环视"成像特点确保三维重建结果一致性。研究目标与内容是：1)适用于空间直线三维重建的最优化折反射全向成像系统设计方法。2).面向空间直线三维重建的折反射全向成像系统标定方法。3).折反射全向图像上的空间直线"像"检测方法。4).基于单幅折反射全向图像重建空间直线三维信息的算法。项目特色与创新是：提出利用折反射全向成像技术水平方向无盲区、可灵活设计为非单视点成像模型的优点，以及分析不同类型空间直线（水平/竖直/既非水平也非竖直）在全向成像系统上所成"像"的特点进行空间直线三维重建。.研究成果可用于空间直线较丰富的非自然场景虚拟漫游、室内机器人导航等，进行全方向的三维建模、自动避障等。

本项目研究背景和目标，是依据单幅折反射全向图像重建室内环境、城市街区等非自然场景的三维信息，从而勾勒出三维场景的轮廓。遵循申请书和研究计划书，开展了以下研究：.一、折反射全向成像系统设计相关研究。(1).提出了一种有效去除散焦模糊的折反射全向成像系统设计，解决了折反射全向成像散焦模糊问题，提高了折反射全向成像质量。相关成果发表了2篇学术论文(EI、EI)。(2).提出了面向嵌入式全景成像系统的软硬件协同设计方法。相关成果发表了2篇学术论文(SCI、EI)。(3).提出了全景图像低照度去噪方法，用于解决在低照度条件下，传感器成像会受到噪声干扰的问题。相关研究成果发表了1篇学术论文。.二、折反射全向成像系统标定相关研究。针对折反射全向成像镜面与相机非精确同轴的问题，研究了可能出现的非单视点情况以及在这一情况下的镜面和相机的内外参数标定，提出了基于角度一致性判决的全向图像和卫星图像配准方法。相关成果发表了1篇SCI学术论文，获得了1项国家发明专利。.三、面向空间直线检测的折反射全向图像预处理相关研究。(1).由于全向成像系统获得的全向图像存在较大畸变，需要一种针对此畸变特点的校正算法对全景图像进行畸变校正。本项目研究提出了一种面向全向成像系统的畸变校正算法。相关成果发表了1篇SCI学术论文。(2).鱼眼全景成像硬件结构更简单且安装方式更容易，因此鱼眼全景成像方式具有更高的实用性。但由于鱼眼全景图像具有较明显的畸变，需要进行畸变校正才符合人眼观察习惯。本项目提出了一种在成像传感器前端Bayer图像上进行鱼眼成像畸变校正的方法。相关成果发表了1篇学术论文，申请了1项国家发明专利。.四、折反射全向图像上的空间直线检测与空间直线三维重建相关研究。(1)为了估算全向图像空间水平直线深度信息，研究并提出了适用于全向立体图像的深度空间划分方法，相关成果发表了1篇SCI学术论文。(2)将建筑物划分为单个的建筑物面进行处理可以有效降低街景图像理解的复杂度，本项目研究提出了一种基于建筑物特征线段累积的动态规划方法用于检测街景图像中各个建筑物面的信息。相关成果发表了1篇学术论文。.主要研究成果为： (1).获得省级技术发明一等奖1项；(2).获得5项国家发明专利授权，申请了2项国家专利； (3).发表学术论文20篇，其中 SCI 期刊论文 10篇， EI 检索论文 10篇。